2014年高考物理一轮复习 章节训练 原子结构解析

高考物理一轮复习原子结构和原子核全章训练（含解析）新人教版李仕才考纲要求：原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。

一、原子的核式结构模型1.汤姆生的“枣糕”模型（1）1897年汤姆生发觉了电子，使人们认识到原子．．有复杂结构，掀开了研究原子的序幕． (2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷平均分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2.卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原先的方向前进，但有少数发生大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个专门小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，因此整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力确实是核对它的库伦引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核核半径的数量级为10－15m，而原子半径的数量级为 10—10 m。

【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其缘故是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个专门小的核上B.正电荷在原子中是平均分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到专门大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。

依照碰撞知识，我们明白只有质量专门小的轻球与质量专门大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A【练习1】关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A．绝大多数α粒子通过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，能够估算出原子核的大小解析：“由于原子核专门小，α粒子十分接近它的机会专门少，因此绝大多数α粒子差不多上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。

专题14 波粒二象性、原子结构和原子核（选修3-5）1．【2014·天津卷】下列说法正确确的是A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同2. 【2014·上海卷】核反应方程式94Be+42He 126C+X中的X表示（A）质子（B）电子（C）光子（D）中子3. 【2014·上海卷】不能．．用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是（A）原子中心有一个很小的原子核（B）原子核是由质子和中子组成的（C）原子质量几乎全部集中在原子核内（D）原子的正电荷全部集中在原子核内【答案】B【解析】试题分析：卢瑟福原子核式结构模型的是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核4.【2014·上海卷】链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是（A）质子（B）中子（C）β粒子（D）α粒子5. 【2014·上海卷】在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾．．．的是（A）光电效应是瞬时发生的（B）所有金属都存在极限频率（C）光电流随着入射光增强而变大（D）入射光频率越大，光电子最大初动能越大6.【2014·新课标全国卷Ⅱ】在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）。

A.密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（R a）两种新元素D.卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷7．【2014·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）A．（m1+m2-m3）c B.（m1-m2-m3）c C. （m1+m2-m3）c2 D.（m1-m2-m3）c2[8.【2014·山东卷】氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm。

高考化学一轮复习测试卷及解析（23）：原子结构1．判断正误(1)C.在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7()D．Cl－的结构示意图为() (2010·课标全国卷一7C、D)(2)1 mol羟基中电子数为10N A()(2010·江苏－5B)(3)钠离子的结构示意图为()(2010·上海－2D) 2．[2010·福建理综－23(1)]M是地壳中含量最多的金属元素，则M的离子结构示意图为__________。

3．(2010·山东理综，9)16O和18O是氧元素的两种核素，N A表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．16O2与18O2互为同分异构体B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．标准状况下，1.12 L16O2和1.12 L18O2均含0.1N A个氧原子4．(2009·广东，1)我国稀土资源丰富。

下列有关稀土元素14462Sm与15062Sm的说法正确的是()A.14462Sm与15062Sm互为同位素B.14462Sm与15062Sm的质量数相同C.14462Sm与15062Sm是同一种核素D.14462Sm与15062Sm的核外电子数和中子数均为62题组一元素、核素、同位素1．无放射性的同位素称之为“稳定同位素”，在陆地生态系统研究中2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。

下列有关一些“稳定同位素”的说法正确的是（双选）() A．34S原子核内中子数为18B．2H＋酸性比1H＋的酸性更强C．16O与18O的化学性质相同D．13C与15N原子核内的质子数相差22．下列微粒结构示意图中，不正确的是()3．放射性原子在人类生活中的很多地方有着特殊的作用，对人类的科学研究有很大的帮助，其中最主要的作用是作为示踪原子。

最近医学界通过用放射性14C的羟酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病。

原子结构和原子核1．α粒子散射实验1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

2．原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

3．光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

(2)光谱分类：有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R(122－1n2)，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。

4．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。

(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

5．氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6_eV。

(2)氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m。

(3)氢原子的能级图： 能级图如图13－3－1所示。

图13－3－11．对原子跃迁条件h ν＝E m －E n 的说明原子跃迁条件h ν＝E m －E n 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。

第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1．黑体与黑体辐射（1)黑体:如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体．(2）黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．2．普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν。

二、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．2．光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大．(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4）当入射光的频率大于等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说:光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν。

(2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值．(3)最大初动能：发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．(4）光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0。

②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．三、光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2）粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性,又具有粒子性，称为光的波粒二象性．2．物质波（1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．（2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ＝错误!，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．(×)(2)要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√）(3）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．（×）（4）光的频率越高，光的粒子性越明显,但仍具有波动性．（√）(5）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．(×）（6）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．(√)(7）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．(√）2．（多选）如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是（)图1A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电答案BC3．（多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应,选项C错误；根据hν－W逸＝错误!mv2可知,增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D正确．4．有关光的本性，下列说法正确的是(）A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案D5．黑体辐射的规律如图2所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都________（填“增大”“减小"或“不变)，辐射强度的极大值向波长________（填“较长"或“较短”）的方向移动．图2答案减少较长解析由题图可知,随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。

根据2013年新课标高考大纲所列考点，通过对近五年高考试题和全国百市模拟题的研究，归纳为80个常考考点。

由全国著名特级教师、国家级骨干教师、教育教学专家、高考研究专家对2013年全国百余教育发达城市、全国百所名校的模拟题、联考题、质检题进行精选，编写了《高考80考点最新模拟题分类解析》。

《高考80考点最新模拟题分类解析》所精选的试题题题新颖，考查角度独特，不但可以作为2014年高考一轮复习资料，也可以作为高一、高二同步学习资料。

1.(6分) （2013江西省九江市七校联考）人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程，卢瑟福、汤姆孙、玻尔、查德威克等科学家做出了卓越的贡献。

关于他们的主要成就，下列说法正确的是( )A．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型并认为氢原子的能级是分立的C．玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型2（2013山东省威海质检）物理学家常常根据物理实验观察到的现象提出假设，并用假设解释一些物理现象，进而建立新理论。

玻尔关于氢原子结构的理论便是这种研究方法的成功典范。

玻尔理论是根据下列哪些现象提出的______________a． 粒子散射实验现象b．慢中子轰击铀核产生的裂变现象c．天然放射现象d．氢原子光谱的不连续现象3.（6分）（2013贵州六校联考）如图甲是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eVD．如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的E．从n= 4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最长4（5分）（2013黑龙江哈尔滨名校质检）氢原子能级图如图所示，大量氢原子由n=5的能级状态向基态跃迁，其中由n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子恰好能使金属发生光电效应，则A．跃迁过程中可放出20种光子B．跃迁过程中可放出10种光子C．跃迁产生的光子中，共有2种能使该金属发生光电效应D ．跃迁产生的光子中，共有6种能使该金属发生光电效应5（6分）(2013河南名校质检)下列说法正确的是 ，A 、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的B 、光电效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性C 、原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2。

第十五章近代物理初步第1节原子结构一、选择题1.关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（）A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可用连续谱D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成2.氢原子放出一个光子后电子由外轨道跃迁到内轨道，根据玻尔理论，氢原子的（）A．核外电子的电势能增大B．核外电子的动能增大C．核外电子的转动周期变大D．氢原子的能量增大3.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（) A．最短波长为错误!B．最长波长为错误!C．最小频率为错误!D．最大频率为错误!4。

氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中（）A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大,电子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减少,原子的电势能减少,电子的能量也减少C．原子要吸收光子,电子的动能增大，原子的电势能减少，电子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小,原子的电势能增大,电子的能量增加图14。

1.15。

氢原子的能级如图14.1。

1所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV，下列说法错误的是( )A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出3种不同频率的可见光6。

玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（）A．原子处在具有一定能量的定态中，电子做加速运动,同时向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收)一定频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率7。

D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率答案：ABC解析：原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，A正确；原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，B正确；电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子，C正确；电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差值有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，D错误．4．[2019·湖南省娄底市双峰一中模拟]下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是( )A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间答案：A解析：原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，选项A错误；光电效应实验说明了光具有粒子性，选项B正确；衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，选项C正确；极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，多选)如图为氢原子能级的示意图，的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下能级比从n＝3能级跃迁到如图所示为氢原子的能级图，对于处在n＝4能级的大量氢原子，下列说法正确的是( )A．这群氢原子向低能级跃迁时一共可以辐射出4种不同频率的光子B．处在n＝4能级的氢原子可以吸收任何一种光子而跃迁到高能级C．这群氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时向外辐射的光子的波长最长D．这群氢原子辐射的光子中如果只有两种能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功W0应满足10.2 eV<W0≤12.09eV答案：D解析：这群氢原子向低能级跃迁时能够辐射出6种不同频率的光子，A错误；氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收的能量等于两能级的能量差，B错误；氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时向外辐射出的光子的频率最大，波长最短，C错误；如果这群氢原子辐射出的光子中只有两种能使某金属发生光电效应，则这两种光子分别是由氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级和氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时辐射出的，由光电效应发生的条件可知，该金属的逸出功应满足E2－E1<W0≤E3－E1，即10.2 eV<W0≤12.09eV，D正确．9．[2019·济南模拟]卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，实验装置如图所示，所有带电粒子打到荧光屏上都产生光斑．为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜．则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是( )A．2、10、625、1 205 B．1 202、1 305、723、203C．1 305、25、7、1 D．1 202、1 010、723、203氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在范围内，则下列说法正确的是( )n＝1能级，放出的光子为可见光能级时，向低能级跃迁能发出氢原子能级如图，当氢原子从以下判断正确的是( )的能级时，辐射光的波长大于的光照射，可使氢原子从n＝姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径的数量级是10－15m，不能说明金原子是球体，B正确．16．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是( )A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B．原子的特征谱线可能是原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的C．可以用原子的特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据答案：D解析：每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，所以A正确；原子的特征谱线可能是原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，B正确；利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构，所以C正确，D错误．课时测评○39综合提能力　课时练　赢高分1.(多选)下列说法正确的是( )A．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验B．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子C．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一D．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大答案：BC解析：玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故A错误；普朗克能量量子化理论：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，故B正确；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，故C正确；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故D错误．2.如图所示为氢原子的能级图，在具有下列能量的光子或者电子中，不能使基态氢原子吸收能量而发生跃迁的是( )A．13 eV的光子B．13 eV的电子C．10.2 eV的光子D．10.2 eV的电子答案：A解析：13 eV的光子的能量小于基态的电离能，又不等于基态与其他激发态间的能量差，该光子不会被吸收，电子与氢原子碰撞，可以把一部分或全部能量传递给氢原子，而使其发生跃迁，所以13 eV的电子和10.2 eV的电子都可以被吸收.10.2 eV的光子正好等于n＝1能级和n＝2能级的能量差，可以被氢原子吸收发生跃迁．所以不能使基态氢原子吸收能量而发生跃迁的是A.3．(多选)氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光一定为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光答案：AD解析：由高能级向n＝1能级跃迁，最少能量为10.2 eV，高于可见光频率，A正确；从高能级向n＝2能级跃迁，能量范围是1.89 eV～3.4 eV，有可能比可见光能量高，B错误；从高能级向n＝3能级跃迁，能量范围是0.66 eV～1.51 eV，频率低于可见光，C错误；从n＝4能级向低能级跃迁时，4→2和3→2产生两种可见光，D正确．4．(多选)关于光谱，下列说法正确的是( )A．各种原子的发射光谱都是线状谱B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案：ACD解析：各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光的特征谱线来确定和鉴别物质，称为光谱分析．故A、C、D正确，B错误．5．氢原子发出a、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，则b光可能是( )A．从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的B．从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的C．从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的D．从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的答案：D解析：由光路图知，b光的折射率大于a光的折射率，所以b光的光子能量大于a光的光子能量，a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故A错误；从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故B错误；从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故C错误；从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的光子能量大于a光的光子能量，故D正确．6.[2019·辽宁沈阳郊联体模拟]根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A．13.6 eVB．3.4 eVC．12.75 eVD．12.09 eV答案：C解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，说明氢原子从n＝1能级跃迁到n＝4能级上，所以照射氢原子的单色光的光子能量E＝E4－E1＝12.75 eV，C正确．7．[2019·湖南永州模拟]如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b是氢原子在下列哪种情形下跃迁时的辐射光( )A．从n＝3能级跃迁到n＝2能级B．从n＝5能级跃迁到n＝2能级如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是( 若已知可见光的光子能量范围为1.62 eV～3.11 eV，条如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向。

第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．4.两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE . ①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV .2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r 增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A．经历a跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB．经历b跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C．经历c跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D．经历d跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离【变式训练】氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说明正确的是()A ．电子旋转半径减小B ．氢原子能量增大C ．氢原子电势能增大D ．核外电子速率增大高频考点三 原子核的衰变、半衰期例3、国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事．据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为42He ＋X→84Be ＋ν，方程中X 表示某种粒子，84Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( ) A ．X 粒子是42HeB ．若使84Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84Be 占开始时的18 D ．“核燃烧”的核反应是裂变反应【变式训练】如图，匀强磁场中的O 点有一静止的原子核234 90Th 发生了某种衰变，衰变方程为234 90Th→A Z Y ＋0－1e ，反应生成的粒子 0－1e 的速度方向垂直于磁场方向．关于该衰变，下列说法正确的是( )A.234 90Th 发生的是α衰变 B.234 90Th 发生的是β衰变 C ．A ＝234，Z ＝91D ．新核A Z Y 和粒子 0－1e 在磁场中的轨迹外切于O 点高频考点四 核反应类型与核反应方程例4、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的6027Co 放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程式是：6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe (其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，衰变前6027Co 核静止，根据云室照片可以看到衰变产物A Z Ni 和 0－1e 不在同一条直线上的事实．根据这些信息可以判断( ) A.A Z Ni 的核子数A 是60，核电荷数Z 是28 B. 此核反应为α衰变C.A Z Ni 与 0－1e 的动量之和不可能等于零 D ．衰变过程动量不守恒【变式训练】下列核反应属于人工转变的是( )A.234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1eB.42He ＋94Be→12 6C ＋10nC.235 92U ＋10n→136 54Xe ＋9038Sr ＋1010nD.21H ＋31H→42He ＋10n高频考点五 核能的计算例5、两个氘核以相等的动能E k 对心碰撞发生核聚变，核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n ，其中氘核的质量为m 1，氦核的质量为m 2，中子的质量为m 3.假设核反应释放的核能E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )A ．核反应后氮核与中子的动量相同B ．该核反应释放的能量为E ＝(2m 1－m 2－m 3)c 2C ．核反应后氮核的动能为E ＋2E k4D ．核反应后中子的动能为E ＋E k4【变式训练】轻核聚变的一个核反应方程为：21H ＋31H→42He ＋X.若已知21H 的质量为m 1，31H 的质量为m 2，42He 的质量为m 3，X 的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A.21H 和31H 在常温下就能够发生聚变B ．X 是质子C ．这个反应释放的核能为ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的第十三章近代物理【网络构建】专题13.2 原子结构原子核【网络构建】考点一原子的核式结构玻尔理论1．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．2．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．①汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．3．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.①氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.(3)能级图中相关量意义的说明．(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：吸收光子的全部能量，光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE .①碰撞、加热等：可以吸收实物粒子的部分能量，只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .①大于电离能的光子被吸收，将原子电离．考点二 氢原子的能量及变化规律氢原子跃迁时电子动能、电势能与原子能量的变化规律1．原子能量变化规律：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n 2，随n 增大而增大，随n 的减小而减小，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能变化规律(1)从公式上判断电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力即k e 2r 2＝m v 2r ，所以E k ＝ke 22r ，随r增大而减小．(2)从库仑力做功上判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，故电子动能减小．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，故电子的动能增大． 3．原子的电势能的变化规律(1)通过库仑力做功判断，当轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小．(2)利用原子能量公式E n ＝E k n ＋E p n 判断，当轨道半径增大时，原子能量增大，电子动能减小，故原子的电势能增大．反之，当轨道半径减小时，原子能量减小，电子动能增大，故原子的电势能减小．考点三 原子核的衰变、半衰期1．衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较电荷数守恒、质量数守恒2．三种射线的成分和性质 半衰期的公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．考点五核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．3.核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核．(2)较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．高频考点一原子的核式结构玻尔理论例1、如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是()B．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线答案:A解析：氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级的能级差小于从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的能级差，根据E m－E n＝hν知，光子a的能量小于光子b的能量，所以a光的频率小于b光的频率，光子a的波长大于光子b的波长，故A正确；光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故B错误；根据E m－E n＝hν可求光子a的能量小于n＝4能级的电离能，所以不能使处于n＝4能级的氢原子电离，C错误；大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线，故D错误．【变式训练】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹答案:C解析：：.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D 错误．高频考点二氢原子的能量及变化规律例2、如图所示为氢原子的能级图，图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁，已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，关于四次跃迁，下列说法正确的是()A ．经历a 跃迁，氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB ．经历b 跃迁，氢原子的轨道半径增大，原子核外电子的动能增大C ．经历c 跃迁，氢原子放出的光子是可见光光子D ．经历d 跃迁后，再用可见光照射跃迁后的氢原子，可使氢原子发生电离 答案: D解析： 经历a 跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV ，选项A 错误；经历b 跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，选项B 错误；经历c 跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV ，则该光子不是可见光光子，选项C 错误；经历d 跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV ，因此用可见光光子照射可使其电离，选项D 正确。

第2讲 原子结构与原子核一、选择题(本题共13小题，1～7题为单选，8～13题为多选)1．关于光电效应，下列表述正确的是( B )A ．光照时间越长，光电流越大B ．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C ．入射光足够强，就可以有光电流D ．不同的金属逸出功都是一样的[解析] 光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A 错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B 正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C 错误；不同的金属逸出功是不同的，故D 错误。

故选B 。

2．(2023·辽宁凤城月考)如图所示，氢原子在不同能级间发生a 、b 、c 三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa 、νb 、νc ，下列关系式正确的是( A )A ．νb ＝νa ＋νcB ．νa ＝νb νc νb ＋νcC ．νb ＝νa νc νa ＋νcD ．νc ＝νb νa νb ＋νa [解析] 本题考查氢原子能级跃迁与光子能量的表达式．因为E m －E n ＝hν，知E b ＝E a ＋E c ，即hνb ＝hνa ＋hνc ，解得νb ＝νa ＋νc ，故选A 。

3．(2023·宁夏银川月考)国产科幻大片《流浪地球》中讲述了太阳即将在未来出现“氦燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事，据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“氦燃烧”，其中“氦燃烧”的核反应方程为42 He ＋X→84 Be ＋γ，方程中X 表示某种粒子，84 Be 是不稳定的粒子，其半衰期为T ，则下列说法正确的是( A )A ．X 粒子是42 HeB ．若使84 Be 的温度降低，其半衰期会减小C ．经过2T ，一定质量的84 Be 剩余量为开始时的18D ．“氦燃烧”的核反应是裂变反应[解析] 本题考查核反应方程及半衰期。

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—原子结构、原子核1．(2022·湖南卷·1)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性2．(2022·北京卷·1)氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少3．(2022·辽宁卷·2)2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果．表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列．实验中所用核反应方程为X＋2512Mg→2613Al，已知X、2512Mg、2613Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E.下列说法正确的是()A．X为氘核21HB．X为氚核31HC．E＝(m1＋m2＋m3)c2D．E＝(m1＋m2－m3)c24．(多选)(2022·浙江6月选考·14)秦山核电站生产146C的核反应方程为147N＋10n→146C＋X，其产物146C的衰变方程为146C→147N＋0－1e.下列说法正确的是()A．X是11HB.146C可以用作示踪原子C.0－1e来自原子核外D．经过一个半衰期，10个146C将剩下5个5．(2022·广东卷·5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子．氢原子第n能级的能量为E n＝E1n2，其中E1＝－13.6eV.图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是()A．红外线波段的光子B．可见光波段的光子C．紫外线波段的光子D．X射线波段的光子6．如图所示为氢原子能级图，以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线．则下列叙述正确的有()A．Hα、Hβ、Hγ、Hδ的频率依次增大B．可求出这四条谱线的波长之比，Hα、Hβ、Hγ、Hδ的波长依次增大C．处于基态的氢原子要吸收3.4eV的能量才能被电离D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，Hβ一定可以使该金属发生光电效应7．(2021·全国甲卷·17)如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6B．8C．10D．148．(多选)(2022·浙江1月选考·14)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨．为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是()A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n的核反应9．(多选)铀核裂变的一种方程为23592U＋X→9438Sr＋13954Xe＋310n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有()A．X是中子B．X是质子C.23592U、9438Sr、13954Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定D.23592U、9438Sr、13954Xe相比，23592U的质量数最大，结合能最大，最稳定10．(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H →242He＋211H＋210n＋43.15MeV表示．海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J,1MeV＝1.6×10－13J，则M约为() A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg11．A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是()A．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子B．a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹C．a轨迹中的粒子比b轨迹中的粒子动量小D．磁场方向一定垂直纸面向外12．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨迹半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm(光速为c)．1．C 2.B3.D4.AB5.A6.A7.A 8．CD [秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故A 错误；由题知原子核亏损释放的能量一部分转化为电能，一部分转化为内能，原子核亏损的质量大于27.6kg ，故B 错误；核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过控制中子的数量控制链式反应的速度，故C 正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个中等质量的核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 的核反应，故D 正确．]9．AC [根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为0，为中子，A 正确，B 错误；根据题图可知，23592U 、9438Sr 、13954Xe 相比，9438Sr 的比结合能最大，最稳定，23592U 的质量数最大，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，C 正确，D 错误．]10．C [根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15MeV 的能量，1kg 海水中的氘核反应释放的能量为E ＝1.0×10226×43.15MeV ≈7.19×1022MeV ≈1.15×1010J ，则相当于燃烧的标准煤的质量为M ＝1.15×10102.9×107kg ≈396.6kg ，约为400kg.故选C.]11．A [放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，但电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的运动轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，且电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的运动轨迹应为内切圆，故B 放出的是β粒子，A 放出的是α粒子，故A 正确；根据带电粒子在磁场中的运动的半径r ＝m v qB半径小，故b 为α粒子运动轨迹，c 为β粒子运动轨迹，故B 、C 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子运动的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故D 错误．]12．(1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πmqB q 2B 2πm (3)q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2解析(1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2)洛伦兹力提供向心力，有q v αB ＝m v α2R所以v α＝qBR m ，T ＝2πR v α＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm(3)衰变过程动量守恒，有0＝p Y ＋p α所以p Y ＝－p α，“－”表示方向相反．因为p ＝m v ，E k ＝12m v 2，所以E k ＝p 22m即E kY ∶E kα＝m ∶M 由能量守恒得Δmc 2＝E kY ＋E kαΔm其中E kα＝12m v α2＝q 2B 2R 22m，所以Δm ＝q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2.。

第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。

(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。

【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。

(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

2．基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。

3．氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1．能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。

〔新课标Ⅰ版〕2014届高三物理 试题解析分项汇编〔第01期〕专题17 原子结构、原子核和波粒二象性〔含解析〕全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和开展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。

为了给新课标全国卷考区广阔师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。

本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。

备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。

专题17 原子结构、原子核和波粒二象性〔选修3-5〕〔解析版〕一、选择题1．【2013·陕西五校高三第三次模拟考试】雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe )而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。

他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t 四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反响方程式为e Ar Cl v e 0137183717-+→+3717Cl 核的质量为36.95658u ，3718Ar 核的质量为36.95691u ，01e -的质量为0.00055u ，1u 质量对应的能量为931.5 MeV 。

根据以上数据，可以判断参与上述反响的电子中微子的最小能量为A ．0.82 MeVB ．0.31 MeVC ．1.33 MeVD ．0.51 MeV2．【2014·江西省江西师大附中高三开学摸底考试】某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图1所示，如下说法正确的答案是〔 〕A ．射线1的电离作用在三种射线中最强B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个D ．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个3．【2014·江西省新余一中、宜春中学高三9月联考】如下说法中正确的答案是〔〕A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进展遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量4．【2013·湖北省华中师大附中高三五月模拟】以下是有关近代物理内容的假设干表示，其中正确的答案是____〔填入正确选项前的字母。

高考物理近代物理知识点之原子结构专项训练解析附答案一、选择题1．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量2．如图为氢原子能级示意图。

光子能量为12.75eV的一束光照射处于基态的大量氢原子，大量氢原子将发生能级跃迁，发出的光可能有几种频率A．3种B．4种C．5种D．6种3．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少4．光电效应实验的装置如图所示，用A、B两种不同频率的单色光分别照射锌板，A光能使验电器的指针发生偏转，B光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是A．照射光A光的频率小于照射光B光的频率B．增大照射光A的强度，验电器指针张角将变小C．使验电器指针发生偏转的是正电荷D．若A光是氢原子从n=5能级向n=1能级跃迁时产生的，则B光可能是氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时产生的5．如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是（ )A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV6．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：铯钙镁铍钛金逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 3.9 4.1 4.8大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．57．下列说法正确的是（）A．“光电效应”现象表明光具有波动性B．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒C．天然放射现象表明原子可以再分D．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型”n=的激发态的氢原子，能够自发跃迁8．如图所示为氢原子的能级图，一群处于量子数4到较低的能量状态，并向外辐射光子．已知可见光的光子的能量范围为1.64~3.19 eV，锌板的逸出功为3.34 eV，则向外辐射的多种频率的光子中A．最多有4种频率的光子B．最多有3种频率的可见光C．能使锌板发生光电效应的最多有4种频率的光子D．能使锌板发射出来的光电子，其初动能的最大值为9.41 eV9．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线10．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征11．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A．B．C．D．13．物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（）A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的n=能级时辐射的四条谱14．如图所示为氢原子能级图以及从n=3、4、5、6能级跃迁到2线，下列叙述正确的是（）H对应的光子能量最大A．四条谱线中αH对应的光的频率最大B．四条谱线中αC．用能量为12.75eV的光子照射基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=3的激发态上D．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种频率不同的光子15．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A．B．C．D．16．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是()A．1 305、25、7、1B．202、405、625、825C．1 202、1 010、723、203D．1 202、1 305、723、20317．汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是()A．可能大于或等于7.7 eVB．可能大于或等于8.8 eVC．一定等于7.7 eVD．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种18．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是：( )A．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV—3.11 ev，处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发出电离C．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV19．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的20．一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态。

原子结构原子核[A组·基础题]1．(2018·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核，2713Al产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为( B )A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和31解析：根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2＋13＝15，质量数为4＋27－1＝30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确．2．下列说法正确的是( B )A．光子只具有能量，不具有动量B．玻尔认为，氢原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损3．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法错误的是( C )A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要放出能量B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度4．(多选)下列的若干叙述中正确的是( AB )A．用加温加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的半衰期B．对于同种金属产生光电效应时逸出光电子的最大初动能E k与照射光的频率呈线性关系C．一块纯净的放射性元素的矿石经过一个半衰期后它的总质量仅剩下一半D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小了5．(2018·天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是( B )A.147N俘获一个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子解析：根据质量数和核电荷数守恒可得：147N＋42He→178O＋11H，选项A错误；2713Al＋42He→3015P＋10 n，选项B正确；115B＋11H→84Be＋42He，选项C错误；63Li＋11H→42He＋32He，选项D错误．[B组·能力题]6．(多选)(2018·浙江名校联考)关于轻核聚变和重核裂变，下列说法正确的是( BD ) A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积B．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能C．我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能D．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.007 3 u，中子质量为1.008 7 u，氚核质量为3.018 0 u，则该反应中释放的核能约为6.24 MeV(1 u＝931.5 MeV)解析：由核聚变的条件为需要高温，发生核聚变时不需要达到临界体积，A错误；发生聚变反应时，要求两核子应能达到较近的距离，故应使原子核有足够大的动能，B正确；目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段，C错误；该核反应中质量亏损Δm＝1.007 3 u＋2×1.008 7 u－3.018 0 u＝0.006 7 u，则释放的核能ΔE＝Δmc2＝0.006 7×931.5 MeV ＝6.24 MeV，D正确．7. (2019·天津滨海一中期中)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( C )A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B．一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析：氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2 eV，大于锌的逸出功，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，能放出C24＝6种不同频率的光，选项B错误；氢原子从n＝3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为E m＝－1.51＋13.6＝12.09 eV，因锌的逸出功是3.34 eV，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E km＝12.09－3.34＝8.75 eV，故C正确；能量10.3 eV不等于任何两个能级的能级差，故D错误．8．(2019·郑州实验中学月考)下列说法正确的是( C )A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：原子核发生衰变时，电荷守恒，但会有质量亏损，遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒规律，故A错误；α射线和β射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而γ射线不带电，故B错误；根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循hν＝E m－E n，故只能辐射特定频率的光子，故C正确；由光电效应的方程E k＝hν－W0可知，光电子的动能由入射光频率决定，故D错误．9．(2019·河南中原名校质检)我国自主研发的钍基熔盐堆是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氟化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氟化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环．钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是23392U＋10n→14256Ba＋8936Kr＋310n.己知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( C )A．铀233比钍232多一个中子B．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大C．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3解析：铀233 中含有的中子数为：233－92＝141，钍232中的中子数为：232－90＝142，可知铀233 比钍232少一个中子，A错误；中等大小的核最稳定，比结合能最大，B错误，C 正确；由于该核反应的过程中释放核能，所以裂变后的新核的结合能大于原来的结合能，所以铀233的裂变反应释放的能量为ΔE ＝E 2＋E 3－E 1，D 错误．10．(1)我国科学家因中微子项目研究获得2016年基础物理学突破奖．中微子是一种静止质量很小的不带电粒子，科学家在1953年找到了中微子存在的直接证据：把含氢物质置于预计有很强反中微子流(反中微子用ν表示)的反应堆内，将会发生如下反应：ν＋11H→10n ＋01e ，实验找到了与此反应相符的中子和正电子．若反中微子能量是E 0，则反中微子质量m ν＝ ，该物质波的频率ν＝ .(普朗克常量为h ，真空中光速为c )(2)在ν＋11H→10n ＋01e 反应过程中，①若质子认为是静止的，测得正电子动量为p 1，中子动量为p 2，p 1、p 2方向相同，求反中微子的动量p .②若质子质量为m 1，中子质量为m 2，电子质量为m 3，m 2＞m 1.要实现上述反应，反中微子能量至少是多少？(真空中光速为c )解析：(1)利用质能方程E ＝mc 2，得反中微子质量为m ν＝E 0c 2，利用德布罗意波满足的关系E ＝hν得该物质波的频率为ν＝E 0h. (2)①由动量守恒定律有p ＝p 1＋p 2.②由能量守恒，反中微子能量最小时，E ＝(m 2＋m 3－m 1)c 2.答案：(1)E 0c 2E 0h(2)①p ＝p 1＋p 2 ②(m 2＋m 3－m 1)c 2。